การป้องกันฟ้าผ่าในระบบพลังงานแสงอาทิตย์

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์มีความเสี่ยงจากพายุฝนฟ้าคะนอง ชั้นเมฆคิวมูโลนิมบัสมีประจุบวกและประจุลบจำนวนมาก ส่งผลให้เกิดไดโพลไฟฟ้าและมัลติโพลไฟฟ้าจำนวนมากจากการแยกประจุบวกและประจุลบ.

ฟ้าผ่าเป็นสาเหตุของความเสียหายได้อย่างไร?

ความเสียหายต่อแผงโซลาร์เซลล์

แผงโซลาร์เซลล์เป็นส่วนที่มีค่าและจำเป็นที่สุดของอุปกรณ์การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากโฟโตโวลตาอิก เนื่องจากพวกมันเป็นแหล่งที่มาของไฟฟ้าที่ผลิตขึ้น แสงอาทิตย์จะกลายเป็นไฟฟ้าผ่านการแปลงพลังงานรังสีของมัน เนื่องจากแผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งอยู่ในพื้นที่เปิด จึงมีความเสี่ยงสูงต่อฟ้าผ่า ซึ่งส่งผลให้ระบบทั้งหมดล้มเหลว.

ความเสียหายต่อคอนโทรลเลอร์ชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์

ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ช่วยปกป้องแบตเตอรี่จากการชาร์จเกินและการปล่อยเกินโดยการควบคุมสถานะการทำงานของแบตเตอรี่ ตัวควบคุมการชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์อาจเสียหายจากฟ้าผ่า หรือแรงดันไฟฟ้าเกิน ส่งผลให้ระบบการชาร์จยังคงชาร์จได้ แต่ระบบการปล่อยยังคงชาร์จเมื่อมันเสียหาย หรือระบบการชาร์จไม่สามารถชาร์จได้ ในขณะที่ระบบการปล่อยอยู่ในสถานะการปล่อยเสมอ อุปกรณ์ไม่สามารถใช้งานได้ในกรณีที่ดีที่สุด หรือแบตเตอรี่เสียหาย ทำให้ระบบทั้งหมดเสียหายและอาจทำให้เกิดอันตรายในกรณีที่เลวร้ายที่สุด.

ความเสียหายต่อแบตเตอรี่

สำหรับการเก็บพลังงานไฟฟ้าด้วยอุปกรณ์โซลาร์เซลล์ โดยทั่วไปจะใช้แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด แบตเตอรี่ไนโคลง-ไฮไดรด์ แบตเตอรี่ไนโคลง-แคดเมียม หรือแบตเตอรี่ลิเธียม ในกรณีที่เกิดฟ้าผ่า แรงดันไฟฟ้าที่สูงเกินไปอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหาย ลดอายุการใช้งาน หรือแม้กระทั่งทำให้แบตเตอรี่ระเบิด ซึ่งเป็นภัยคุกคามต่อความปลอดภัยที่มากขึ้น.

ความเสียหายต่ออินเวอร์เตอร์

จากอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฟโตโวลตาอิก อินเวอร์เตอร์สามารถแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ อินเวอร์เตอร์ ที่เสียหาย ไม่สามารถรับแรงดันไฟฟ้าจากโหลดของผู้ใช้หรือไม่สามารถแปลงแรงดันไฟฟ้าได้ แผงโซลาร์เซลล์จะสร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ใช้โดยตรงกับโหลด แผงโซลาร์เซลล์จะถูกเผาไหม้เมื่อแรงดันไฟฟ้าของพวกเขาสูงเกินไป.

 

การป้องกันฟ้าผ่าสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์

วิธีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้ากับพื้นดินในปัจจุบันมีประสิทธิภาพและเป็นที่นิยมมากที่สุด มีสี่ด้านในการต่อสายดิน: อุปกรณ์, ร่างกาย, สายเข้ามา, และพื้นดิน การต่อสายดินของระบบไฟฟ้าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการป้องกันฟ้าผ่า.
วิธีการกราวด์ที่เป็นที่นิยมบางส่วนได้แก่:

การต่อลงดินร่วมกัน

ร่างกายที่เป็นกราวด์ต้องถูกวางไว้ที่ก้นหลุมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ซม. ก่อน จากนั้นต้องโรยเกลือลงไปที่ก้นหลุม ใช้ท่อ PVC ปิดร่างกายที่เป็นกราวด์ เติมช่องว่างด้วยดินและอัดให้แน่น จากนั้นเติมกรวดและรดน้ำเพื่อเสริมความแข็งแรงให้กับการกราวด์ ในลักษณะเดียวกัน ให้กราวด์ร่างกายที่เป็นกราวด์อื่น ๆ โดยจัดเรียงเป็นรูปสามเหลี่ยมหน้าจั่วและเชื่อมต่อด้วยสายทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 ซม. ภายในสนามโฟโตโวลตาอิก.
อุปกรณ์โลหะ อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า และอินเวอร์เตอร์ของอุปกรณ์สถานีพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับระบบกราวด์ได้ ดังนั้นการกราวด์จึงสามารถทำหน้าที่เป็นการป้องกันกราวด์และสายกลางได้อย่างง่ายดาย เมื่อฟ้าผ่าเกิดขึ้น มันจะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์กราวด์ป้องกันฟ้าผ่า

การต่อกราวด์จุดเดียว

แม้ว่าต้นเสาในสนามโฟโตโวลตาอิกจะอยู่ในตำแหน่งที่ค่อนข้างคงที่ แต่ต้นเสามักจะถูกฟ้าผ่าเนื่องจากอิทธิพลของสภาพแวดล้อมทางภูมิศาสตร์ เพื่อปกป้องต้นเสาเหล่านี้ จำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแยกต่างหาก.

การต่อลงดินแบบรวม

อุปกรณ์กราวด์ที่รวมร่างกราวด์ให้การป้องกันฟ้าผ่า ในแง่ของการป้องกันฟ้าผ่า การจัดเรียงประเภทนี้สามารถทำได้ในรูปแบบวงกลม สี่เหลี่ยม รัศมี ฯลฯ ระยะห่างจริงระหว่างร่างกราวด์สองตัวไม่ควรสั้นกว่า 3 เมตร เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบการป้องกันซึ่งกันและกันของร่างกราวด์เมื่อจัดเรียงในรูปแบบวงกลม ร่างกราวด์ต้องมีเหล็กมุมชุบสังกะสีเสริมที่ปลายด้านบน และระยะห่างจากพื้นต้องน้อยกว่า 1 เมตร.